Ciclos Biogeoquímicos Biorremediación

Mercurio

Mercurio

• Es un metal pesado plateado, único metal líquido a Tº ambiente.

• En su forma pura se lo conoce como

mercurio elemental». (Hg0)

• Punto de ebullición de 356.72 ºC

• Emite vapores a Tº ambiente.

• Es insoluble al agua y soluble en ácido.

• No es biodegradable.

• Buen conductor de la electricidad.

• Se lo utiliza en termómetros y lamparitas..

• En la naturaleza puede ser encontrado:

•En forma elemental(Hg0)

• Formando parte de elementos inorgánicos:

•Sales( cloruro, nitrato , sulfuro y acetato de mercurio)

• Formando parte de compuestos orgánicos:

•Metil-mercurio (Ch3Hg+) forma contaminante comúnmente en el ambiente.

•Dimetil-mercurio (Ch3)2Hg

• Cloruro de metil-mercurio

•

Cinabrio(Sulfuro de mercurio)

Mercurio

Mercurio en el Medio Ambiente

.Concentraciones muy bajas (1 ng por Litro)

.Producto Industrial

muy utilizado

.Componente activo

de muchos plaguicidas

.Capacidad de

acumulación en tejidos

vivos, alta toxicidad.

GRAN IMPORTANCIA AMBIENTAL

MERCURIO En la atmósfera:

.De forma natural Por medio de emisiones volcánicas. .De forma antrópica Por emisiones industriales. .Transformaciones atmosféricas: .Viaja grandes distancias .Se transforma lentamente por procesos de fotooxidación y Oxidación por Ozono .Compuestos solubles que entran a la biosfera con la Precipitación.

.Se deposita .Lluvias .Por absorción de éste por los vegetales .Una vez en el suelo Compuestos de mercurio Adsorbidos por la materia orgánica .Pero por factores tales como: Erosión Volatilización Acidificación Adsorción con moléculas orgánicas

Puede llegar nuevamente a ser móvil, desplazándose fácilmente del suelo al agua y también al aire.

MERCURIO En el suelo:

• Compuestos orgánicos de Hg

(CH3HG principalmente)

.Son bioaccesibles Biocumulabes

.Carácter lipofílico

.Se Biomagnifican

a lo largo de la cadena trófica acuática

MERCURIO En el agua:

Mercurio Ciclo biogeoquímico

El mercurio sigue de forma natural una dinámica cíclica que se ve influenciada por las actividades antrópicas.

.Este ciclo se define como:

“ El flujo continuo de mercurio entre atmósfera, tierra y agua basado en el comportamiento del mercurio en los compartimientos ambientales y en las reacciones químicas implicadas, así como en los parámetros de transporte y su destino final.”

Hg0 .Principal forma atmosférica

.Muy volátil

Hg2+ .Ppal forma de ingreso al amb acuático

.Fácil adsorción a la materia particulada

CH3Hg+ .Tóxico, absorción a través

de la piel

.Soluble y bioacumulativo

CH3HgCH3 .Muy volátitil

.Bioacumulativo

Oxidación

Metabolización microbiana

Mercurio Ciclo biogeoquímico

Metabolización microbiana

Bacterias metanogénicas

Bacterias sulfatorreductoras

Mercurio Ciclo biogeoquímico

Mercurio Ciclo biogeoquímico

Mercurio Biotransformación

Bacterias resistentes al mercurio:

.Transformación enzimática:

.Reductasa mercúrica (Bacterias Gram negativas y levaduras como: Cryptococcus spp)

Transfiere dos e- al Hg2+ reduciéndolo a Hg0

.No tóxico

.Puede ser eliminado mediante difusión pasiva

.Volátil

Pseudomonas aeruginosa:

“Bacteria G- que posee un plásmido que contiene genes para la resistencia a dicho metal.”

“genes mer” .Situados en un operón mer

.Bajo el control de la proteína reguladora MerR (producto

de merR).

Mercurio Biotransformación

.MerR

.Cuando Hg2+ está presente, el metal forma un complejo con MerR, que funciona entonces como activador de la transcripción de operón mer.

.merP proteína periplasmática MerP

.Capta al Hg2+

.Lo transfiere a una proteína de membrana MerT

MerT:

.Transporta al Hg2+ al interior de la célula

.Reducido por la reductasa mercúrica Hg0

Mercurio Biotransformación

Mercurio Biotransformación

.Formación de HgS insoluble:

.Clostridium cochlearium

.Anaeróbicamente produce Hg2S

.Reacciona directamente con Hg+2

Forman Sulfuro de mercurio (HgS)

Mercurio Biotransformación

.Remoción del mercurio en aguas residuales:

.Klebsiella pneumoniae

.Reducción enzimática y volatilización del mercurio debido a la presencia del determ de resistencia Tn5073

. Precipitación aeróbica de Hg+2 como HgS insoluble como result. de la prod de H2S

.Biomineralización del Hg+2 como un complejo mercurio-azufre (HgSH) , debido a la prod aeróbica de un compuesto Thiol volátil (SH)

Mercurio Biotransformación

.Biorremediación del metilmercurio:

.Cepas bacterianas resistentes al metilmercurio

.MerB Enzima degradadora de metilmercurio

.Capaz de romper enlaces mercurio- carbono

Mercurio Biotransformación

Mercurio Efectos ambientales

• Las actividades humanas liberan Mercurio al aire a través de:

• Quema de productos fósiles.

• Minería.

• Fundiciones y combustión de residuos sólidos.

•Al suelo o al agua:

• Aplicación de fertilizantes en la agricultura y los vertidos de aguas residuales industriales.

Todo el mercurio que es liberado al ambiente eventualmente terminará en suelos o aguas superficiales.

Mercurio Efectos sobre la salud

• Daño al sistema nervioso.

• Cambios en la visión, sordera, degradación

en la habilidad para aprender.

• Daño al ADN y cromosomas.

• Reacciones alérgicas, irritación de la piel,

cansancio y dolor de cabeza.

• Efectos negativos en la reproducción,

daño en el esperma, defectos de nacimiento

y abortos.